Question

【题目】合成氨反应N2 ( g ) +3H2 ( g ) = 2NH3 ( g ) ，反应过程的能量变化如图所示。已知N2 ( g ) 与 H2( g )反应生成 17 gNH3(g)，放出46. 1kJ的热量。请回答下列问题：

(1)该反应通常用铁作催化剂，加催化剂会使图中E_______________（填“变大”或“变小”) ，E 的大小对该反应的反应热有无影响？___________，理由是__________。

(2)图中△H=________kJ·mol -1。

(3)起始充入2mol·L-1N2和5.5mol·L-1H2，经过50min，NH3的浓度为1mol·L-1，则v（N2）=______mol·L-1·min-1，c(H2)=_____mol·L-1

(4)已知NH3(g)=NH3(l) △H=-QkJ·mol-1,则N2 ( g ) +3H2 ( g ) = 2NH3 ( l )的△H=_______kJ·mol-1

Answer 1

【答案】变小 无 ΔH取决于反应物的总能量和生成物的总能量差 -92.2 0.01 4 -（92.2+2Q）

【解析】

(1)依据催化剂降低反应的活化能加快反应速率分析；反应热取决于反应物和生成物的能量变化，活化能和反应热无关；

(2)结合已知N2(g)与H2(g)反应生成17gNH3(g)，放出46.1kJ的热量，分析图象是合成氨反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)，计算得到；

(3)依据化学平衡三段式列式计算；

(4)结合(2)计算的焓变写出反应的热化学方程式，依据盖斯定律计算所需让化学方程式。

(1)催化剂降低反应的活化能加快反应速率，但不改变平衡，反应热不变，E的大小对该反应的反应热无影响，反应热取决于反应物的总能量和生成物的总能量差，故答案为：变小；无；△H取决于反应物的总能量和生成物的总能量差；

(2)已知N2(g)与H2(g)反应生成17gNH3(g)，放出46.1kJ的热量，图象是表示的是反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)能量变化，所以生成34g氨气放热92.2kJ，热化学方程式为：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)，△H=-92.2kJ/mol，故答案为：-92.2；

(3)起始充入2molL-1N2和5.5molL-1H2，经过50min，NH3的浓度为1molL-1，则依据所给数据建立如下三段式：

由三段式可得v(N2)==0.01mol/(Lmin)，c(H2)=4mol/L，故答案为：0.01；4；

(4)由热化学方程式①N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-92.2kJ/mol，②NH3(g)═NH3(l)△H=-QkJmol-1，依据盖斯定律①+②×2得到N2(g)+3H2(g)═2NH3(l)△H=-(92.2+2Q)kJmol-1，故答案为：-（92.2+2Q）。